系统工程考试试题及答案.doc

一、系统基础理论内容1. 什么是系统？系统的特性有那些？答：系统是由相互制约、相互作用的一些组成部分组成的具有某种功能的有机整体。系统的特点有：整体性、关联性、环境适应性、层次性、目的性。2. 什么是系统工程？系统工程的特点是什么？系统工程方法的特征是什么？系统工程的理论基础有哪些？答：系统工程是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统技术从而达到全局最优的一门工程技术，它是系统科学中直接改造世界的工程技术。系统工程具有三个基本特点：整体性、综合性、最优性。系统工程方法的特征：先总体后详细的设计程序、综合即创造的思想、系统工程的“软科学”性。3. 霍尔系统工程方法论和切克兰德系统工程方法论的核心是什么？其方法和步骤各有什么特点?二者有何区别和联系？霍尔三维体系结构的具体内容？ 霍尔系统工程方法论的核心是“最优化”，切克兰德系统工程方法论的核心是“比较”和“学习”。霍尔系统工程方法论的步骤为：弄清问题 目标选择 方案设计 建立数学模型 最优化 决策 实施。切克兰德系统工程方法论的步骤为：问题现状说明 弄清关联因素 概念模型 改善概念模型 比较 实施。霍尔的三维体系结构指的是知识维、时间维和逻辑维。4. 什么是系统分析？系统分析的意义是什么？系统分析的特点是什么?答：系统分析是一种运用建模及预测、优化、仿真、评价等技术对系统各个方面进行定量和定性相结合的分析为达到费用和效益最佳的辅助决策的方法和过程。系统分析的意义：（1）系统在结构上十分复杂，系统分析有助于全面了解系统从而更好的维护和运行系统。（2）系统分析为系统运行目的决策提供各种分析数据，使决策更为准确。系统分析的特点是：（1）以系统观点为指导思想（2）以整体效益为目标（3）以特定问题为研究对象（4）运用定量和定性的分析方法（5）价值判断原则5. 系统分析有哪些要素? 系统分析的步骤是什么? 系统分析的原则有哪些？答：系统分析的要素：问题、目的及目标、方案、模型、评价、决策。系统分析的步骤：（1）划定问题范围（2）确定目标（3）收集资料，提出方案（4）建立分析模型（5）分析替代方案的效果（6）综合分析与评价。系统分析的原则：坚持问题导向、以整体为目标、方案综合选优、定量和定性分析结合、过程反复辨优6. 决策分析的定义？决策分析类型主要有哪几种?不确定型决策分析一般采用哪几种方法求解?答：决策分析是在系统规划、设计和制造等阶段为解决当前或未来可能发生的问题，在若干可选方案中选择和决策最佳方案的一种分析过程。决策分析的类型主要有：确定型决策分析、不确定型决策分析、风险型决策分析、对抗型决策和多目标决策。不确定型决策分析的解决方法有：乐观法、悲观法、后悔值法、等概率法。1. 系统工程具有三个基本特点：整体性、综合性和（ ）A关联性 B最优性 C相关性 D集合性 2. 请指出以下选项中属于系统分析的步骤（ ）A综合分析与评价 B划定问题范围C建立分析模型 D上述三种都是3. 控制论的发展经历了三个阶段，请指出以下选项中不属于控制论范畴的选项（ ）A经典控制论 B古典控制论 C现代控制论 D大系统控制论4. 霍尔的三维体系结构指包含了知识维、时间维，还包括：（ ）A空间维 B科学维 C技术维 D逻辑维5. 系统工程方法的特征包括：先总体后详细的设计程序、综合即创造的思想以及（ ）A系统工程的“软科学”性 B系统工程的全局最优性C系统工程的有机整体性 D系统工程的相互关联性6. 切克兰德系统工程方法论的核心是：（ ）A 最优化 B比较和学习 C持续改进 D日清日高 7. 请指出以下选项中那个不是系统所具有的特性，（ ）A 集合性 B 连续性 C层次性 D相关性 8. 系统生命周期的阶段可以划分为发展期、实现期以及，（ ）A运行期 B 衰老期C 诞生期 D 成熟期9. 不确定型决策分析的一般解决方法有：乐观法、悲观法以及，（ ）A后悔值法 B决策树法 C决策表法 D 上述三种 10. 请指出以下选项中对系统工程描述正确的选项：（ ）A系统工程是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统技术从而达到全局最优的一门工程技术。B系统工程是研究相互制约、相互作用的组成部分组成的具有某种功能的有机整体的一门学科。C系统工程是系统科学中直接改造世界的工程技术。D 以上三种都是110 BDBDA BBAAD （系统工程）二、分析计算例子1、 决策分析问题例子例1有一机械设备厂，由于某项工艺不够好，产品成本高。在价格保持中等水平的情况下无利可图，在价格低落时要亏本，只有在价格高时才赢利，且赢利不多。现在工厂管理人员在编制五年规划时考虑将该项工艺加以改革，用新工艺代替。取得新工艺有两种途径，一是自行研究，成功的可能性是0.6；二是买专利，估计谈判成功的可能性是0.8。不论研究成功或谈判成功，生产规模都考虑两种方案，一是产量不变，二是增加产量。在研究或谈判失败的情况下，则仍按原工艺进行生产，保持产量不变。根据市场预测，估计今后五年内这种产品跌价的可能性是0.1，保持中等水平的可能性是0.5，涨价的可能性是0.4。通过计算，各种方案在不同价格情况下益损值如下表示： 单位：百万元价格状态方案益损值买专利自行研究买专利成功(0.8)买专利失败(0.2)自行研究成功(0.6)自行研究失败（0.4）产量不变增加产量按原工艺生产,产量不变产量不变增加产量按原工艺生产,产量不变价格低落(0.1)-200-300-100-200-300-100价格中等(0.5)505000-2500价格高涨(0.4)150250100200600100（1）画出决策树。（2）计算各点的益损期望值。（3）选择最优方案。解答如下：第一步：画出决策树。第二步：计算各点的益损期望值，并标示在图上。第三步：确定方案：由于节点E(11)大于节点E(12)的益损期望值，因此最优决策方案为买专利，并且节点E(1122)大于E(1121)益损期望值，所以选择增加产量方案121价格低(0.1)价格中(0.5)价格高(0.4)D-100D 100D 0购买专利失败(0.2)成功(0.8)1112产量不变增加产量价格低(0.1)价格中(0.5)价格高(0.4)D-200D 150D 50价格低(0.1)价格中(0.5)价格高(0.4)D-300D 250D 50价格低(0.1)价格中(0.5)价格高(0.4)D-200D 200D 0价格低(0.1)价格中(0.5)价格高(0.4)D-300D 600D -250价格低(0.1)价格中(0.5)价格高(0.4)D-100D 100D 0失败(0.4)成功(0.6)产量不变增加产量65956085303095856382自行研究2212例2某公司计划投资生产一种新产品，首先要决定是否进行研制。若研制，则需要投资研制经费100万元，若不研制，则不需投入任何费用，也不会产生收益。若研制，该产品研制成功的可能性为0.7，失败的可能性为0.3。若研制成功，则需要决定建大厂生产还是建小厂生产；若研制不成功，则不进行投资建厂。建大厂的投资费用为280万，建小厂的投资费用为140万。该产品的市场周期为10年，10年内该产品的需求量状态如下：高需求量的可能性为0.5；中等需求量的可能性为0.3；低需求量的可能性为0.2。 公司进行了成本-产量-利润分析，在工厂规模和市场容量的组合下，它们的条件收益如下： 建大厂，需求高时，每年获利100万元； 建大厂，需求中等时，每年获利60万元； 建大厂，需求低时，由于开工不足，每年引起亏损20万元； 建小厂，需求高时，每年获利25万元（供不应求引起销售损失大）； 建小厂，需求中等时，每年获利45万元（销售损失引起的费用较低）； 建小厂，需求低时，每年获利55万元（因工厂规模与市场容量配合得好）。那么，是否进行研制？若进行研制，是建大厂生产还是建小厂？请用决策树法帮助该公司进行决策效益最好的方案解答： 第一步：画出决策树模型356建大厂（-280）建小厂（-140）需求高(0.5)需求中(0.3)需求低(0.2)D100D -20D 60需求高(0.5)需求中(0.3)需求低(0.2)D 25D 55D 4564003703600研制成功（0.7）D00研制失败（0.3）4252研制（-100）不研制（0）210152第二步：计算各点的益损期望值，并标示于图上。第三步：确定方案，由于节点E（1）益损期望值大于节点E（2）的益损期望值，节点E（0135）大于E（0136）因此最优决策方案为进行研制，若成功则投资建大厂进行生产。例3某公司准备生产一种新产品，它的期望市场寿命为10年，需要做出决策究竟是建造一个大车间，还是建造一个小车间。如果选择建造小车间，那么还要决策两年后是否扩建。 现有情况分析如下：A根据市场部门估计：(1) 该产品在前2年市场需求量高，后8年需求量持续高的可能性为60%；(2) 该产品在前2年市场需求量高，后8年需求量低的可能性为10%；(3) 该产品在前2年市场需求量低，后8年需求量持续低的可能性为30%；(4) 该产品在前2年市场需求量低，后8年需求量高的可能性为0%。B根据财务部门估计各种情况下的损益值为：(1) 造大车间而需求高（在10年中），每年获利100万元。(2) 造大车间而需求低（在10年中），由于固定费用高、开工不足，每年只能获利10万元。(3) 造小车间而需求低（在10年中），每年可获利40万元。(4) 造小车间，若前两年需求高，每年会获利45万元；(5) 造小车间，在前两年需求高的情况下，若不扩建而后8年需求一直很高，由于竞争性产品进入市场，小车间每年收益就会跌到25万元；(6) 造小车间，小车间在前两年需求高的情况下，过2年后扩建而遇到高需求，后8年每年能获利70万元；小车间在前两年需求高的情况下，过2年后扩建而遇到低需求，后8年每年能获利只有5万元。C根据建筑公司的估计： 大车间从建造到投产要投资300万元， 造小车间要130万元，如果在2年后扩建又要220万元。 请就上述问题，用决策树方法做出获得最大利润的决策方案。解答：画出决策树如下：各点的数学期望值计算如下：E（111）=10080.86+1080.14=699.2E（112）=108=80E（11）=(699.2+1002)0.7+(80+102)0.3-300=359.44E（121）=408=320E（1221）=7080.86+580.14-220=267.2E（1222）=2580.86+4080.14=216.8E（122）= E（1221）=267.2E（12）=(320+402)0.3+(267+452)0.7-130=239.9E（1）= E（11）=359.4 因此，选择建大车间方案。例6 某家电公司由于原产品结构陈旧落后、产品质量差而销路不广。为满足广大消费者个性化增长的需要，公司拟对产品结构进行改革，制定了两种设计方案：（1）全新设计方案(A1)，即产品结构全部重新设计； （2）改型设计方案(A2)，即在原有产品结构的基础上加以改进。如采用全新设计方案，由于结构全部重新设计，原有许多工艺装备都不能继续利用，需重新添置，因此投资费用较大。但由于结构新且工艺先进，故可提高产品质量和生产率。如果产品销路好，则工厂可获较大收益。反之，如果销路差，则因开工不足，投资不能及早回收，公司亏损也大。如果采用改型设计方案，则原有工艺装备基本上都可利用，故投资费用少，因此无论销路好或差，都能获得一定收益而不致亏损。公司根据以往统计资料可知，销路好的概率为0.35，销路差的概率为0.65，生产该产品的益损值可以估算如下表所示。公司为了进一步确定采用哪种设计方案，要对产品销路问题做专门调查和预测。但由于影响销路好或差的因素颇为复杂，因此依靠调查和预测所得信息并不完全正确可靠。根据以往经验，得出销路好结论的信息，其可靠程度只有80，得出销路差结论的信息，其可靠程度只有70。综上所述，请利用决策分析方法为企业决策获得最大收益的方案。（单位：万元）状态益损值 概率方案销路好销路差0.350.65全新设计A14522.5改型设计A2184.5解答：（1）画出决策树模型。（2）计算决策树中有关概率及进行决策树分析。 设G 产品销路好； B 产品销路差； fg 预测结果为产品销路好这一事件； fb 预测结果为产品销路差这一事件。 则P(G)产品销路好的概率，已知P(G) = 0.35； P(B)产品销路差的概率，已知P(B)=0.65； P(fgG)产品销路好，而预测结果销路也好的概率，据题意可知：P(fgG)=0.8； P(fbG)产品销路好，而预测结果销路差的概率为：P(fbG)=0.2； P(fbB)产品销路差，而预测结果销路也差的概率，据题意可知：P(fbB)=0.7； P(fgB)产品销路差，但预测结果却好的概率为：P(fgB)=0.3。 根据全概率公式，可求得如下概率： P(fg)预测结果为销路好的概率之和，其值为： P(fg) = 0.475 P(fb)预测结果为销路差的概率之和，其值为： P(fb) =0.525同理可求得决策树中其它条件概率，如图所示。（3）结论：进行预测分析，预测结果为销路好时，进行全新设计；预测结果为销路差时，进行改型设计。例10 某国航空计划准备向火星发送火箭探测器。共有三个小组从不同的角度对飞行的安全进行论证。分析报告表明，现有三个小组的方案失败率可能性分别是0.4、0.6、0.8，若同时采用三套方案则都失败的可能性则下降为0.4*0.6*0.80.192，为了进一步降低总失败率，额外两个科学家可以被安排到三个小组中，由于这两个科学家的到来，每个小组的失败率都有不同的降低，如表所示，请用动态规划的方法决策如何安排这两个科学家到三个小组中使得总失败率最低？科学家失败率小组12300.400.600.8010.200.400.5020.150.200.30解答要点：用动态规划的方法对三个小组的科学家分配分为三个阶段，三个阶段分配的总科学家数最多2人，画出上述动态规划图：利用逆序决策的方法，计算出每个阶段的优化解，最终得到最低的失败率0.06，；即1个科学家在1组、1个科学家在3组。例 11某一汽车制造企业为加快产品开发进程，缩短产品的开发时间，现将其产品开发的工作任务分解安排如下：序号代号工作内容紧前工序作业时间（天）1A市场调查62B产品研究123C资金筹备134D功能分析A35E产品设计B66F成本核算D47G生产计划F28H设备计划E、G59I器材计划C、E、G1210J设备采购C、H1011K人员准备C、H912L设备安装J813M人员配置K414N生产试制I、L、M20要求：(1) 建立网络图模型 (2) 计算工程时间 (3) 计算作业时差 (4) 找出关键路线解答如下：（1）建立网络图模型如下：（2）计算每个节点的最早开工时间、最迟完工时间，得到工程总时间，工程时间61天（3）计算作业时差，得到作业时差为零的工序集，即关键路线工序：BEHJLN 注：本题采用AOA方法，若使用AON方法也可以。